基于USRP的U/V段无线电信号频谱检测系统研究
发布时间：2021-03-23 21:35
国际电联（ITU）发布的《无线电规则》指出:“无线电频谱是有限的自然资源,它们必须得到合理、高效和经济的使用”。由于无线电通信技术的迅速发展,U/V频段的供需矛盾日益突出。为了科学的提高无线电频谱资源的使用效率,需要使用先进的监测系统,维护电磁环境秩序,使有限的频谱资源得到合理使用,保证无线电通信畅通。本文主要研究了软件无线电中的采样理论和正交变换,结合无线电频谱监测的具体需求设计了监测系统的整体框架。本系统使用软件无线电设备USRP-2920作为系统的硬件平台,利用装有USRP驱动的LabVIEW开发环境对软件平台进行设计,实现无线电信号的采集与存储、频谱图与瀑布图显示、异常信号的触发与报警等功能。本文主要对软件平台进行了模块化设计。其中,无线电信号采集模块通过编程实现对USRP内置FPGA的控制,实现对硬件平台参数的设置,并通过循环结构不断获取基带数据,实现对无线电信号的采集。频谱图与瀑布图显示模块利用FFT功率谱和PSD子VI对时域正交数据做快速傅里叶变换,得到信号的频谱信息,并通过波形图进行绘制与显示。数据存储模块采用生产者消费者模式,通过文件操作对采集到的数据进行同步存储。触...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
理想软件无线电结构
中北大学学位论文9想特性，该理想滤波器如图2-2(a)所示。但实际工程中这样的理想滤波器是不存在的，滤波器边缘不会做到这样的矩形化程度，常见的是如图2-2(b)所示的滤波器，这种滤波器在截止频率处有一定的过渡带[17]。由于这个过渡带的存在，如果还采用理想滤波器情况下的采样速率，就一定会发生频谱混叠的现象。而要提高采样率又会增加ADC的性能要求，因此首先引出软件无线电中允许过渡带混叠的采样定理，该定理可以在不发生混叠的情况下，有效降低采样速率。(a)理想滤波器(b)梯形滤波器(c)抗混叠滤波器图2-2理想滤波器、梯形滤波器与抗混叠滤波器Fig.2-2Idealfilter,trapezoidalfilterandanti-aliasingfilter在设计抗混叠滤波器时，一般有用信号不允许存在于过渡带内，所以实际工程中过渡带是允许发生混叠的[18]。过渡带混叠时频谱图如图2-2(c)所示，其中过渡带为：BrBs21(2-2)由图2-2可知，fs需满足下式，通带内的信号才不会有混叠:
射频带通采样结构
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于软件无线电的通信系统实验平台研制（4）——射频电路[J]. 戴伏生. 实验室研究与探索. 2019(08)
[2]国际国外空间电磁频谱管理法规与标准研究[J]. 李国强,张乐,郭凯. 中国标准化. 2019(07)
[3]基于软件无线电的频谱检测技术[J]. 李杨,牛侃,董旭. 数字通信世界. 2019(04)
[4]基于LabVIEW无线电频谱监测数据网络发布[J]. 杨俊东,周忠超,葛孚华. 信息通信. 2018(11)
[5]民用航空甚高频通信无线电干扰监测与预防探究[J]. 张杰. 信息与电脑(理论版). 2018(17)
[6]加强电磁环境保护 加大干扰处置力度——对《中华人民共和国无线电管理条例（修订）》电波秩序维护相关规定的解读[J]. 杨旭,贾宝国. 中国无线电. 2017(04)
[7]基于软件无线电技术的数字调幅广播系统[J]. 高峰. 信息化建设. 2016(04)
[8]无线电频谱监测关键技术研究[J]. 杨吉辉,马德凯,刘伟,勇俊岩,刘晗,张鹍. 信息通信. 2016(01)
[9]基于软件定义无线电平台的1090MHz频谱监测与分析方法[J]. 王洪,孙清清,肖宇,黄忠涛. 计算机应用. 2015(S2)
[10]软件无线电仿真及安全性研究[J]. 叶童,林琪瑜,熊继平. 微型机与应用. 2015(22)
博士论文
[1]软件无线电理论及应用技术研究[D]. 林华杰.西北工业大学 2004
硕士论文
[1]基于USRP的频谱分析系统的设计与实现[D]. 储光.西安电子科技大学 2019
[2]分布式电磁频谱实时监测系统设计[D]. 郭霞.海南大学 2019
[3]基于Zynq的软件无线电中频处理模块硬件设计[D]. 左大林.电子科技大学 2019
[4]基于软件无线电的频谱监测系统研究[D]. 赵金鹏.电子科技大学 2019
[5]基于USRP平台的协作频谱感知系统设计与实现[D]. 胡亚洲.东南大学 2018
[6]基于USRP平台的频谱监测系统设计与实现[D]. 马振华.东南大学 2017
[7]基于GNURadio平台的无线电监测信号分析研究[D]. 张晓.中北大学 2016
[8]软件无线电数字下变频技术的研究及FPGA实现[D]. 周云.西南交通大学 2016
[9]基于软件无线电的VHF海事对讲机设计与实现[D]. 宁刚刚.大连海事大学 2016
[10]基于软件无线电的移动通信系统研究与设计[D]. 文延东.湖南大学 2016
本文编号：3096464
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
理想软件无线电结构
中北大学学位论文9想特性，该理想滤波器如图2-2(a)所示。但实际工程中这样的理想滤波器是不存在的，滤波器边缘不会做到这样的矩形化程度，常见的是如图2-2(b)所示的滤波器，这种滤波器在截止频率处有一定的过渡带[17]。由于这个过渡带的存在，如果还采用理想滤波器情况下的采样速率，就一定会发生频谱混叠的现象。而要提高采样率又会增加ADC的性能要求，因此首先引出软件无线电中允许过渡带混叠的采样定理，该定理可以在不发生混叠的情况下，有效降低采样速率。(a)理想滤波器(b)梯形滤波器(c)抗混叠滤波器图2-2理想滤波器、梯形滤波器与抗混叠滤波器Fig.2-2Idealfilter,trapezoidalfilterandanti-aliasingfilter在设计抗混叠滤波器时，一般有用信号不允许存在于过渡带内，所以实际工程中过渡带是允许发生混叠的[18]。过渡带混叠时频谱图如图2-2(c)所示，其中过渡带为：BrBs21(2-2)由图2-2可知，fs需满足下式，通带内的信号才不会有混叠:
射频带通采样结构
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于软件无线电的通信系统实验平台研制（4）——射频电路[J]. 戴伏生. 实验室研究与探索. 2019(08)
[2]国际国外空间电磁频谱管理法规与标准研究[J]. 李国强,张乐,郭凯. 中国标准化. 2019(07)
[3]基于软件无线电的频谱检测技术[J]. 李杨,牛侃,董旭. 数字通信世界. 2019(04)
[4]基于LabVIEW无线电频谱监测数据网络发布[J]. 杨俊东,周忠超,葛孚华. 信息通信. 2018(11)
[5]民用航空甚高频通信无线电干扰监测与预防探究[J]. 张杰. 信息与电脑(理论版). 2018(17)
[6]加强电磁环境保护 加大干扰处置力度——对《中华人民共和国无线电管理条例（修订）》电波秩序维护相关规定的解读[J]. 杨旭,贾宝国. 中国无线电. 2017(04)
[7]基于软件无线电技术的数字调幅广播系统[J]. 高峰. 信息化建设. 2016(04)
[8]无线电频谱监测关键技术研究[J]. 杨吉辉,马德凯,刘伟,勇俊岩,刘晗,张鹍. 信息通信. 2016(01)
[9]基于软件定义无线电平台的1090MHz频谱监测与分析方法[J]. 王洪,孙清清,肖宇,黄忠涛. 计算机应用. 2015(S2)
[10]软件无线电仿真及安全性研究[J]. 叶童,林琪瑜,熊继平. 微型机与应用. 2015(22)
博士论文
[1]软件无线电理论及应用技术研究[D]. 林华杰.西北工业大学 2004
硕士论文
[1]基于USRP的频谱分析系统的设计与实现[D]. 储光.西安电子科技大学 2019
[2]分布式电磁频谱实时监测系统设计[D]. 郭霞.海南大学 2019
[3]基于Zynq的软件无线电中频处理模块硬件设计[D]. 左大林.电子科技大学 2019
[4]基于软件无线电的频谱监测系统研究[D]. 赵金鹏.电子科技大学 2019
[5]基于USRP平台的协作频谱感知系统设计与实现[D]. 胡亚洲.东南大学 2018
[6]基于USRP平台的频谱监测系统设计与实现[D]. 马振华.东南大学 2017
[7]基于GNURadio平台的无线电监测信号分析研究[D]. 张晓.中北大学 2016
[8]软件无线电数字下变频技术的研究及FPGA实现[D]. 周云.西南交通大学 2016
[9]基于软件无线电的VHF海事对讲机设计与实现[D]. 宁刚刚.大连海事大学 2016
[10]基于软件无线电的移动通信系统研究与设计[D]. 文延东.湖南大学 2016
本文编号：3096464
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